10.03.2025, 18:10

Астрономы решили космическую тайну: почему скопления галактик остаются горячими

Ранее ученые предполагали, что горячий газ внутри кластеров галактик должен со временем остывать по законам физики, но это оказалось не совсем так.

Международная исследовательская группа, используя рентгеновскую обсерваторию XRISM, впервые зафиксировала движение горячего газа в центре кластера галактик Centaurus. Это открытие объясняет, почему газ в таких скоплениях остается нагретым, несмотря на то, что теоретически он должен охлаждаться. Исследование было опубликовано в журнале Nature.

Что обнаружили ученые?

Движение газа в кластере Centaurus — XRISM зафиксировал колебательное («выплескивающееся») движение газа со скоростью 130–310 км/с. Оно предотвращает охлаждение, поддерживая высокие температуры.
Доказательство слияний галактик — ученые увидели, что кластеры растут путем столкновений, а возникающая при этом турбулентность мешает газу остывать.
Решение давней загадки — теперь понятно, почему газ не охлаждается, несмотря на излучение рентгеновских лучей.

Представьте себе чашку горячего кофе: если его оставить в покое, он быстро остынет, но если постоянно размешивать ложкой, он будет оставать намного дольше. В случае кластеров галактик роль этой «ложки» играют гравитационные взаимодействия и слияния галактик, которые создают движение газа, перемешивают его с огромной скоростью и не дают ему остыть.

Как это связано с эволюцией Вселенной?

Фото: JAXA

На переднем плане — детальный рентгеновский спектр самого сердца скопления галактик Центавра, полученный новым спектрометром Resolve на борту японского спутника XRISM. Этот спектр показывает, из чего состоит горячий газ в центре скопления

Космический телескоп XRISM исследует космос в рентгеновском диапазоне, что позволяет ему видеть процессы с экстремальными температурами, такие как горячий газ в кластерах галактик. Также он обладает передовым спектрометром Resolve, который в 30 раз точнее аналогичных инструментов. Он позволяет измерять движение газа с высокой точностью.

Галактики объединяются в огромные кластеры под действием гравитации. В этих скоплениях находится не только темная материя, но и перегретый газ, который составляет большую часть их массы. При столкновениях меньших скоплений горячий газ перемешивается, из-за чего он не успевает остывать.

Почему это важно?

Теперь ученые лучше понимают эволюцию Вселенной. Если кластеры остаются горячими дольше, чем ожидалось, это может повлиять на наше понимание их роста и формирования. Эти данные также помогают проверить теории о темной материи, которая играет ключевую роль в удержании галактик вместе.

Таким образом, результаты исследования объясняют, почему крупнейшие структуры во Вселенной остаются горячими и продолжают эволюционировать.